JP3617288B2 - Directional coupler - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は方向性結合器、特に移動体通信機器に用いられる方向性結合器に関する。
【0002】
【従来の技術】
図6に、従来の方向性結合器の例を示す。図6において、方向性結合器20は、略平行に配置して互いに結合させた第1の分布定数線路である第1のマイクロストリップ線路21および第2の分布定数線路である第2のマイクロストリップ線路22を、第1のマイクロストリップ線路21を内側にして、直線部分と円弧状のコーナー部分を有する略四角形のスパイラル状に形成している。ここで、第1のマイクロストリップ線路21の一端には入力電極23が、他端には出力電極25が接続されている。また、第2のマイクロストリップ線路22の一端には入力電極24が、他端には出力電極26が接続されている。そして、第1および第2のマイクロストリップ線路21および22の長さは、目的の周波数においてほぼ1/4波長となるように設定されている。
【0003】
このように構成された方向性結合器20において、入力電極24に終端抵抗(図示せず)を接続して、入力電極23から信号を入力すると、出力電極25および26から互いにほぼ同じレベルで、位相が約90度ずれた2つの信号を出力することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
図7に、図6に示した従来の方向性結合器20のコーナー部分27を拡大したものを示す。図7で、図6と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明は省略する。
【0005】
図7において、第1および第2のマイクロストリップ線路21および22の円弧状のコーナー部分27は、第1および第2のマイクロストリップ線路21および22の直線部分の間隔g1とコーナー部分27の間隔g2を等しくするために、その円弧の中心点を同じC1の位置としている。そのため、第1および第2のマイクロストリップ線路21および22のコーナー部分27の円弧の中心点C1からの半径をそれぞれr1およびr2とすると、コーナー部分27においては第1のマイクロストリップ線路21より第2のマイクロストリップ線路22の方が、2π(r2−r1)/4だけ長くなる。そして、すべてのコーナー部分においてこれと同様に第1のマイクロストリップ線路21より第2のマイクロストリップ線路22の方が長くなり、結果的に外側に位置する第2のマイクロストリップ線路22は内側に位置する第1のマイクロストリップ線路21より1周で2π(r2−r1)だけ長くなる。
【0006】
図8に、図6に示した従来の方向性結合器20の2つの出力の位相差s1を示す。なお、この方向性結合器は中心周波数を1.5GHzとして設計されている。図8で分かるように、1.5GHzにおいて、2つの出力の位相差は90度からずれて約87度となっている。
【0007】
このように、従来のスパイラル形状の方向性結合器20においては、2つの出力の位相差が90度からずれてしまうという問題があった。
【0008】
本発明は上記の問題点を解決することを目的とするもので、2つの出力の位相差の90度からのずれを小さくすることのできる方向性結合器を提供する。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の方向性結合器は、略平行に配置して互いに結合させた第1および第2の分布定数線路を、前記第1の分布定数線路を内側にして、直線部分とコーナー部分を有する略多角形のスパイラル状に形成した方向性結合器において、少なくとも一部の前記コーナー部分で、外側に位置する前記第2の分布定数線路をスパイラルの内側方向に凹ませて前記第1の分布定数線路に対して近づけることにより、前記第1および第2の分布定数線路の間隔を、少なくとも一部の前記コーナー部分において前記直線部分より狭くしたことを特徴とする。
【0010】
また、本発明の方向性結合器は、前記第1および第2の分布定数線路の間隔を、全ての前記コーナー部分において前記直線部分より狭くしたことを特徴とする。
【0011】
このように構成することにより、本発明の方向性結合器においては2つの出力の位相差の90度からのずれを小さくすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1に、本発明の方向性結合器の一実施例を示す。図1において、方向性結合器1は、略平行に配置して互いに結合させた第1の分布定数線路である第1のマイクロストリップ線路2および第2の分布定数線路である第2のマイクロストリップ線路3を、第1のマイクロストリップ線路2を内側にして、直線部分と円弧状のコーナー部分を有する略四角形のスパイラル状に形成している。ここで、第1のマイクロストリップ線路2の一端には入力電極4が、他端には出力電極6が接続されている。また、第2のマイクロストリップ線路3の一端には入力電極5が、他端には出力電極7が接続されている。そして、第1および第2のマイクロストリップ線路2および3の長さは、目的の周波数においてほぼ1/4波長となるように設定されている。
【0013】
このように構成された方向性結合器1において、入力電極5に終端抵抗(図示せず)を接続して、入力電極4から信号を入力すると、出力電極6および7から互いにほぼ同じレベルで、位相が約90度ずれた2つの信号を出力することができる。
【0014】
図2に、図1の方向性結合器1のコーナー部分8を拡大したものを示す。図2で、図1と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明は省略する。
【0015】
図2に示すように、第1および第2のマイクロストリップ線路2および3の円弧状のコーナー部分8において、第1のマイクロストリップ線路2の円弧の中心点C2に対して、第2のマイクロストリップ線路3の円弧の中心点C3をスパイラルの内側方向にずらして設定している。そのため、第1および第2のマイクロストリップ線路2および3の間隔は、直線部分の間隔g3よりもコーナー部分8の間隔g4の方が狭くなっている。
【0016】
その結果、第2のマイクロストリップ線路3がコーナー部8においてショートカットをするような(スパイラルの内側方向に凹んだ)形になり、コーナー部分8における第1および第2のマイクロストリップ線路2および3の長さの違いは、従来の方向性結合器20のように第2のマイクロストリップ線路3の円弧の中心点C3を第1のマイクロストリップ線路2の円弧の中心点C2と同じ位置にした場合に比べて小さくなる。そして、すべてのコーナー部分においてこれと同様に、従来の方向性結合器20よりも第1のマイクロストリップ線路2と第2のマイクロストリップ線路3の長さの差が小さくなる。
【0017】
図3に、本発明の方向性結合器1の2つの出力の位相差s2を示す。また、図8に示した従来の方向性結合器20の2つの出力の位相差s1も同時に示す。図3で分かるように、1.5GHzにおいて、2つの出力の位相差s2は位相差s1よりも90度に近づき、約89度となっている。
【0018】
このように、第1および第2のマイクロストリップ線路2および3のコーナー部分における間隔g4を、直線部分における間隔g3より狭くすることによって、第1のマイクロストリップ線路2と第2のマイクロストリップ線路3の長さの違いが小さくなり、方向性結合器1の2つの出力の位相差の90度からのずれを小さくすることができる。
【0019】
図4に、本発明の方向性結合器の別の実施例を示す。図4において、方向性結合器10は、略平行に配置して互いに結合させた第1の分布定数線路である第1のマイクロストリップ線路11および第2の分布定数線路である第2のマイクロストリップ線路12を、第1のマイクロストリップ線路11を内側にして、直線部分とベンド状のコーナー部分を有する略四角形のスパイラル状に形成している。ここで、第1のマイクロストリップ線路11の一端には入力電極13が、他端には出力電極15が接続されている。また、第2のマイクロストリップ線路12の一端には入力電極14が、他端には出力電極16が接続されている。そして、第1および第2のマイクロストリップ線路11および12の長さは、目的の周波数においてほぼ1/4波長となるように設定されている。
【0020】
このように構成された方向性結合器10において、入力電極14に終端抵抗(図示せず)を接続して、入力電極13から信号を入力すると、出力電極15および16から互いにほぼ同じレベルで、位相が約90度ずれた2つの信号を出力することができる。
【0021】
図5に、図4の方向性結合器10のコーナー部分17を拡大したものを示す。図5で、図4と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明は省略する。
【0022】
図5の、第1および第2のマイクロストリップ線路11および12のコーナー部分17は、第1のマイクロストリップ線路11は外側にテーパー部分を有する直角状に折り曲げて形成され、第2のマイクロストリップ線路12は45度に2回折り曲げて、その合計で直角になるように形成されている。そして、第1および第2のマイクロストリップ線路11および12の間隔は、直線部分における間隔g5よりもコーナー部分17における間隔、すなわち第1のマイクロストリップ線路11の外側のテーパー部分と第2のマイクロストリップ線路12の内側の端部との間隔g6の方が狭くなるように設定されている。
【0023】
その結果、第2のマイクロストリップ線路12がコーナー部17においてショートカットをするような(スパイラルの内側方向に凹んだ)形になり、コーナー部分17における第1および第2のマイクロストリップ線路11および12の長さの差は、第2のマイクロストリップ線路12を第1のマイクロストリップ線路11と同じように直角に折り曲げる場合に比べて小さくなる。そして、すべてのコーナー部分においてこれと同様に、従来の方向性結合器29よりも第1のマイクロストリップ線路11と第2のマイクロストリップ線路12の長さの差が小さくなる。
【0024】
このように、第1および第2のマイクロストリップ線路11および12のコーナー部分における間隔g6を、直線部分における間隔g5より狭くすることによって、第1のマイクロストリップ線路11と第2のマイクロストリップ線路12の長さの違いが小さくなり、方向性結合器10の2つの出力の位相差の90度からのずれを小さくすることができる。
【0025】
なお、上記の各実施例においては、第1および第2のマイクロストリップ線路の間隔を、全てのコーナー部分において直線部分より狭くしているが、一部のコーナー部分においてのみ直線部分より狭くしたものでも同様の作用・効果が得られる。
【0026】
また、上記の各実施例においては、方向性結合器を略四角形のスパイラル状に形成しているが、これは略四角形に限るものではなく、略三角形以上の略多角形であれば同様の作用・効果が得られる。
【0027】
また、上記の各実施例においては、2つの入力電極のうちの1つを終端抵抗に接続し、もう1つから信号を入力していたが、これは逆であっても構わない。そして、入力電極と出力電極とを逆転させて、上記の各実施例において出力電極としていた方のいずれかから信号を入力して、入力電極としていた方から2つの信号を出力させるようにしても構わないものである。
【0028】
さらに、上記の各実施例においては、分布定数線路としてマイクロストリップ線路を用いたが、これはストリップ線路などの別の分布定数線路でも構わないものである。
【0029】
【発明の効果】
本発明の方向性結合器によれば、略平行に配置して互いに結合させた第1および第2の分布定数線路を、前記第1の分布定数線路を内側にして、直線部分とコーナー部分を有する略多角形のスパイラル状に形成し、少なくとも一部の前記コーナー部分で、外側に位置する前記第2の分布定数線路をスパイラルの内側方向に凹ませて前記第1の分布定数線路に対して近づけることにより、前記第1および第2の分布定数線路の間隔を、少なくとも一部の前記コーナー部分において前記直線部分より狭くしてなるもので、第1のマイクロストリップ線路と第2のマイクロストリップ線路の長さの差を小さくし、それによって方向性結合器の2つの出力の位相差の90度からのずれを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方向性結合器の一実施例の構成を示す図である。
【図2】図1の方向性結合器のコーナー部分の拡大図である。
【図3】図1の方向性結合器の2つの出力の位相差を示す図である。
【図4】本発明の方向性結合器の別の実施例の構成を示す図である。
【図5】図4の方向性結合器のコーナー部分の拡大図である。
【図6】従来の方向性結合器の構成を示す図である。
【図7】図6の方向性結合器のコーナー部分の拡大図である。
【図8】図6の方向性結合器の2つの出力の位相差を示す図である。
【符号の説明】
1…方向性結合器
2…第1のマイクロストリップ線路
3…第2のマイクロストリップ線路
4、5…入力電極
6、7…出力電極
8…コーナー部分
g3…第1および第2のマイクロストリップ線路の直線部分の間隔
g4…第1および第2のマイクロストリップ線路のコーナー部分の間隔
C2…第1のマイクロストリップ線路のコーナー部分の円弧の中心点
C2…第2のマイクロストリップ線路のコーナー部分の円弧の中心点
r3…第1のマイクロストリップ線路のコーナー部分の円弧の半径
r4…第2のマイクロストリップ線路のコーナー部分の円弧の半径[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a directional coupler, and more particularly to a directional coupler used for mobile communication equipment.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 shows an example of a conventional directional coupler. In FIG. 6, a
[0003]
In the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 7 shows an enlarged view of the
[0005]
In FIG. 7, the arc-
[0006]
FIG. 8 shows a phase difference s1 between two outputs of the conventional
[0007]
As described above, the conventional spiral-shaped
[0008]
An object of the present invention is to solve the above-described problems, and provides a directional coupler that can reduce the deviation of the phase difference between two outputs from 90 degrees.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a directional coupler according to the present invention includes first and second distributed constant lines arranged in parallel and coupled to each other, with the first distributed constant line inside. In the directional coupler formed in a substantially polygonal spiral shape having a straight portion and a corner portion, the second distributed constant line located outside is recessed inward of the spiral in at least a part of the corner portion. by closer to said first distributed constant line Te, an interval between the first and second distributed constant lines, characterized by being narrower than the straight portion at said corner portion of at least some.
[0010]
The directional coupler according to the present invention is characterized in that the interval between the first and second distributed constant lines is narrower than the straight line portion in all the corner portions.
[0011]
With this configuration, in the directional coupler according to the present invention, it is possible to reduce the deviation of the phase difference between the two outputs from 90 degrees.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of the directional coupler of the present invention. In FIG. 1, a
[0013]
In the
[0014]
FIG. 2 shows an enlarged view of the
[0015]
As shown in FIG. 2, the second microstrip is formed with respect to the center point C <b> 2 of the arc of the
[0016]
As a result, the
[0017]
FIG. 3 shows the phase difference s2 between the two outputs of the
[0018]
Thus, by making the gap g4 at the corners of the first and
[0019]
FIG. 4 shows another embodiment of the directional coupler of the present invention. In FIG. 4, a
[0020]
In the
[0021]
FIG. 5 shows an enlarged view of the
[0022]
The
[0023]
As a result, the
[0024]
In this way, by setting the gap g6 at the corner portions of the first and
[0025]
In each of the above embodiments, the interval between the first and second microstrip lines is narrower than the straight line portion at all corner portions, but is narrower than the straight line portion only at some corner portions. However, similar actions and effects can be obtained.
[0026]
Further, in each of the above embodiments, the directional coupler is formed in a substantially rectangular spiral shape, but this is not limited to a substantially rectangular shape, and the same effect is obtained if it is a substantially polygonal shape that is substantially a triangle or more.・ Effects can be obtained.
[0027]
Further, in each of the above embodiments, one of the two input electrodes is connected to the terminating resistor and a signal is input from the other, but this may be reversed. Then, the input electrode and the output electrode are reversed, and a signal is input from one of the output electrodes in each of the above embodiments, and two signals are output from the input electrode. It doesn't matter.
[0028]
Further, in each of the above embodiments, the microstrip line is used as the distributed constant line, but this may be another distributed constant line such as a strip line.
[0029]
【The invention's effect】
According to the directional coupler of the present invention, the first and second distributed constant lines arranged substantially in parallel and coupled to each other are arranged such that the straight portion and the corner portion are arranged with the first distributed constant line inside. The first distributed constant line is formed in a substantially polygonal spiral shape, and the second distributed constant line located outside at least a part of the corner portion is recessed toward the inner side of the spiral . The distance between the first distributed constant line and the second distributed constant line is made narrower than that of the straight line part at least in a part of the corner, and the first microstrip line and the second microstrip line are formed. The difference in length of the directional coupler can be reduced, thereby reducing the deviation of the phase difference between the two outputs of the directional coupler from 90 degrees.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a directional coupler according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a corner portion of the directional coupler of FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a phase difference between two outputs of the directional coupler of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of another embodiment of the directional coupler of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged view of a corner portion of the directional coupler of FIG. 4;
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional directional coupler.
FIG. 7 is an enlarged view of a corner portion of the directional coupler of FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a phase difference between two outputs of the directional coupler of FIG. 6;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
少なくとも一部の前記コーナー部分で、外側に位置する前記第2の分布定数線路をスパイラルの内側方向に凹ませて前記第1の分布定数線路に対して近づけることにより、前記第1および第2の分布定数線路の間隔を、少なくとも一部の前記コーナー部分において前記直線部分より狭くしたことを特徴とする方向性結合器。A direction in which first and second distributed constant lines arranged substantially in parallel and coupled to each other are formed in a substantially polygonal spiral shape having a straight line portion and a corner portion with the first distributed constant line inside. In the sex coupler,
At least a part of the corner portion, the second distributed constant line located outside is recessed toward the inside of the spiral so as to be close to the first distributed constant line. A directional coupler characterized in that the interval between the distributed constant lines is narrower than that of the straight line part at least in a part of the corner part.
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1997
- 1997-12-01 JP JP33037297A patent/JP3617288B2/en not_active Expired - Fee Related
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